不锈钢贮罐焊接变形控制QC

减少SUS材质储罐焊接的变形量小组名称：炼化小组注册编号：JSJT-GC15发布人：寇建峰二00九年十月目录工程概况1九、稳固措施工程概况1九、稳固措施二、QC小组简介三、活动情况TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"四、 选题理由 3…\o"CurrentDocument"五、 现状调查、目标确定及可行性分析 4-1、 现状调查 4・2、 目标确定 5-3、 实现目标的可行性分析 5-六、 质量分析、确定要因并制定措施 6-1、 因果分析 6…2、 确定要因 7…3、 制定对策 9…4、 对策实施 11\o"CurrentDocument"七、 效果检查 18,八、 经济效益 19,十、今后打算一、工程概况4000万吨稳产配套工程—聚合物扩能工程〔一〕是炼化公司2021年重点工程。其中由我工程处施工的丙烯酰胺装置安装工程II标段是该工程的核心局部，工程工期为2009年5月1日至2009年9月30日。主要工程内容是：新建1000m3不锈钢储罐3座、100m3不锈钢储罐2座、新建200m3和300m3不锈钢储罐各1座，罐板材质为0Gr18Ni9o工程采用手工电弧焊打底、填充、盖面，反面清根后采用钨极氩弧焊封底。由于不锈钢焊接变形大，难控制，特成立QC小组开展一系列的PDCA活动o二、 QC小组简介我们QC小组成立于2021年5月，小组成员由工程经理担任组长，并由相关工艺、质量、生产、焊接等各方面9人组成。小组围绕丙烯酰胺装置安装工程不锈钢储罐焊接变形，开展QC攻关活动。在该项工程中，我们针对不锈钢储罐焊接变形进行了认真研究和分析，取得了一定的成绩，为该工程的按期交工及不锈钢储罐安装技术的掌握奠定了良好的根底。QC小组成员：见〔表1〕

表1炼化QC小组成员少减称名题&N人1X1X数人序号名姓性别龄年工分内组教间C时Q亠T育务职良述K-男43师程工长组hO9长处副军文樊43师程工ho9长处华德王43师程工ho9rm」理管P量咅质君彭93师程工督监量质ho9V臣德朱23师程工施实场现ho9员术技mm峰建寇mm82师程工rm」理助施录实记场动现活ho9员术技福贵姜男1X3师程工施实场现ho9员术技和悦刘82师程工rm」理助施计实统场据现数ho9员术技mm友日丛mm72师程工rm」理助施验实实场法现方ho9员术技洋杨52师程工rm」理助施理实管场料现材ho9员术技凤丽王23师程工rm」理助算预ho9员算预三、活动情况1活动形式〔见表2表2小组活动统计序号活动形式活动次数〔次〕活动时间〔小时〕1学习讨论9272分析总结7223现场实施24244质量检查2424合计64972、TQC教育〔见表3〕表3TQC教育统计序号教育方式次数课时〔h〕授课1深化教育36郇述良2小组学习618彭君合计9243、合理化建议〔见表4〕表4合理化建议统计序号内容建议数〔条〕采纳数〔条〕米纳率〔％〕1施工方法221002技术改良331003工具改良32664科学管理4375合计1210四、选题理由我单位承建的炼化公司聚合物扩能工程丙烯酰胺装置产品储罐采用SUS304材质不锈钢，储罐的罐顶、罐壁罐底均采用对接焊接，此种排版方式的SUS304材质不锈钢储罐我单位之前从未施工过，如何控制储罐焊接变形不超差是需要我们研究和解决的重要问题，而且如果施工过程中产生太大的变形量，会造成丙烯酰胺积聚聚合，影响生产的正常运行。针对SUS304材质不锈钢本身线膨胀系数是碳钢的1.5倍，具有焊接变形大的特点，为了有效控制焊接变形，我们成立专项QC小组，通过QC活动，摸索总结施工经验，到达减少焊接变形、提高SUS304材质不锈钢储罐工装质量及施工效率、提升企业信誉的目的和意义。五、现状调查、目标确定及可行性分析1、现状调查根据工程实际情况，召集小组人员开展储罐焊接变形超差分析活动，经2009年4月15日至2009年4月25日因缺乏不锈钢储罐施工的相关数据，我们按工序对公司以前施工过的碳钢罐及兄弟单位施工过的不锈钢储罐进行了调查走访，对焊接施工后变形超差的施工记录进行收集〔实际施工过程中，储罐变形超差可通过铆工的后期纠正而符合设计标准〕，并就影响因素进行统计，见下表。表5焊接变形引起超差调查统计表工程检查点数超差数频率％累计频率％底板变形超差15104040储罐立缝变形超差1562464储罐环缝变形超差1552084罐顶板变形超差152892工艺进出口变形超差151496人孔及清扫口超差1514100合计9025100100焊接变形超差率27.8%经实际调查和分析得出储罐焊接变形超差的主要部位为：底板、壁板立缝、壁板环缝、顶板、工艺进出口、人孔及清扫口。变形超差部位主次关系见排列图〔图1〕□频率□频率□累计频率图1排列图结论：由上分析可知,如果减少底板、壁板立缝及环缝焊接变形超差,将可以控制储罐焊接变形量,也是我们主要解决的问题，我们将把这三个因素作为QC活动的主攻方向。2、目标确定我们此次施工的预期目标为：储罐整体验收时罐底的局部凹凸变形深度不大于变形长度的2%，且不应大于30mm；储罐罐壁焊缝的角变形W12mm,罐壁的局部凹凸变形W15mm。施工过程中储罐焊接变形超差率V15%.3、实现目标的可行性分析不利条件：不锈钢储罐焊接，初次接触，可借鉴的成熟经验少且焊工队伍年轻，均未施焊过不锈钢储罐。工程施工量大、工期紧、质量控制点多，质量管理难度大。有利条件：培训焊工人数较多，培训时间较长。普通碳钢储罐施工是我单位的施工强项，施工前聘请储罐安装专家进行授课，焊接人员集思广益提出问题，由储罐专家给予答疑，有利于事前控制。焊接过程中由焊接教师进行现场跟踪指导，可以发现问题现场解决和整改。有充分时间进行焊接试验，利于焊接参数的正确选择。该项工程是我处开辟炼化市场的第一步，得到了公司和工程处各级领导的重视，在人员、财力、物力等方面都给予了大力支持。经过小组分析得出结论：完全能够保证我们目标的实现，我们的目标是可行的。六、确定要因并制定措施1、因果分析从表5及排列图可以看出，焊接变形超差量较大的主要是底板及壁板纵环焊缝。我们从人员、设备、材料、工艺过程和环境等方面进行分析，见因果分析树图2。不锈钢储罐焊接变形超差施工设备人员施丄现场条件限制附助设施不到位焊接TK选择不当焊材不符含要求焊接变形大T-磯钢焊道切劃不整齐王工艺参数调节不准标准及规范不熟励员意识不蛊操作不熟练图2因果分析树图施工设备人员施丄现场条件限制附助设施不到位焊接TK选择不当焊材不符含要求焊接变形大T-磯钢焊道切劃不整齐王工艺参数调节不准标准及规范不熟励员意识不蛊操作不熟练图2因果分析树图2、确定要因结合因果分析树图2,我们对末端因素展开分析：表6要因验证表序号因端素末确认方法责任人期一日一是否要因1X技作练工操熟员能不的O罐的能选1质用技挑有材选行经“同对进，焊过用料工核名通采材焊考14未场核现考要与量间相质时本岗准作根上标操罐可达一二-钢,到求碳同^述良CV-oogO2-3是

2质量意识不强无论何时，施工质量是企业生存根本，必须强化管理必保工程质量管理体系王德华2009-0430是执行标调查工程部内GB50128-20053部技术交底及现场立式圆筒形钢制朱2009非准标准各项试化验，符焊接储罐施工及德臣-04-验证不严合标准标准要求验收标准304设备老检查焊接设备及询问工程部现场现场外观检查及刘2009非人员，设备均为悦和-04-化调查试焊检测设备处新设备，满足施工条件30现场通过焊机现场试焊检测电丛5二次导现场2009房位置的移动，缆实际长度是否日-04-非线过长可以减小二次导线的长度调查影响工艺参数友30未使用经调查工程部20096现场杨非导轨已购进新的切调查-04-阳30割导轨7线膨胀为不可抗拒因调查符合施工图要求杨2009-04-非系数大素分析阳30焊材保加强管理，严格调查杨20098管使用烘干制度，可以质量管理体系-04-非不当满足施工要求分析阳309工艺参利用常规工艺现场实测焊件的变形寇2009数不当参数进行实测，建-04-是测量量，与标准比照超过施工标准峰3010焊接顺利用常规工艺现场实测焊件的变形寇2009是序选择参数进行实测，测量量，与标准比照建-04-

不当超过施工标准峰3011未用反变形或使用不当现场试焊，对变形进行实测现场验证实测焊件的变形量，与标准比照朱德臣2009-0430是12工装卡具使用不当或未使用现场试焊，对变形进行实测现场验证实测焊件的变形量，与标准比照朱德臣2009-0430是13工位间距小通过施工人员的集思广益可以使其影响控制在最小调查分析与现场人员进行现场分析比拟郇述良2009-0505非14照明不够工程部照明充足，电源符合平安施工要求现场调查现场平安管理郇述良2009-0505非15露天作业所有罐施工均在厂房内现场调查郇述良2009-0505非通过要因论证，我们确定影响储罐焊接变形的主要原因有六条：1〕、员工技能操作不熟练；2〕、组织管理不到位；3〕、工艺参数不当；4〕、焊接顺序选择不当；5〕、未用反变形或使用不当；6〕、工装卡具使用不当或未使用

经过现场调查各种因素的分析，最后确定影响储罐焊接变形的主要因素并制定对策，见下表。表7制定对策一序号要因对策目标措施完成时间实施人1员工技能操作不熟练集中进行培训焊工能按工艺标准熟练操作1、 聘请2名咼级焊接工程师施教2、 实际焊接操作培训2个月3、 考核合格上LJ-I冈2021-7郇述良2组织管理不到位严格执行公司质量管理体系，加大奖惩制度调发动工的生产积极性集思广益1、 强化员工思想教育2、 加大考核力度2021-5樊文军3工艺参数不当培训期间进行工艺试验查找出最少焊接变形合理的工艺参数1、 针对不同位置的焊道分析制定多套工艺参数方案2、 进行实测，挑选合理参数2021-6寇建峰4焊接顺序选择不当分析验证合理焊接顺序并验证实施编制合理焊接顺序1、 查找相关资料，结合实际制定焊接顺序2、 严格控制施工2021-6朱德臣5未用反变形或使用分析验证合理的反变形量查找合理焊接变形的反变形量1、根据实际情况制定实验措施2021-7寇建峰不当2、严格控制施工6工装卡具使用不当或未使用分析制定合理使用工装卡具保证焊接变形不超差，尽量减少卡具的使用1、 与施工班组共同制定措施2、 及时停用效果不大的卡具2021-7寇建峰4、对策实施实施一：解决员工技能操作不熟练问题所有焊工操作人员均为工程公司抽调的具有相应资质的优秀员工，但因我公司从未施工过不锈钢储罐，焊工对不锈钢储罐焊接不熟练，通过考试不能满足施工要求，因此公司聘请2名高级焊接工程师对相关人员通过2个月的集中培训，考核后满足施工要求的才可上岗操作。实施二：解决组织管理不到位问题强化员工思想教育，完善各项管理制度，加大考核力度，对施工质量好的员工给与物资奖励，对表现差的员工给与重罚。实施三：解决工艺参数不当问题在对员工进行培训的同时，也针对所施工的罐工艺参数进行大量焊接参数确定试验，运用统计方法将数据加以分析，得出科学的焊接参数。参数选择原那么：1〕、焊接工艺评定结果符合标准要求；2〕、焊接施工速度适中；3〕、所产生的焊接变形量尽量小。下表为已选出的1000立罐焊接工艺参数表8罐底板焊接参数焊接位置接头形式坡口钝边量mm组对间隙mm底板平焊对接V型60°焊缝层次焊接方法填充金属焊接电流A每根焊条焊接长度mm牌号直径mm1手工焊A102①90〜95260〜3002手工焊A102①90〜95160〜2003手工焊A102①90〜95150〜180表9罐壁板立缝焊接参数焊接位置接头形式坡口形式钝边量mm组对间隙mm壁板立缝对接V型60°2〜2.5焊缝层次焊接方法填充金属焊接电流A每根焊条焊接长度mm牌号直径mm1手工焊A102①70〜80150〜1602手工焊A102①90〜95160〜1803手工焊A102①90〜95150〜1604氩弧焊H0Gr21Nil0①95〜105 表10罐壁板横缝焊接参数焊接位置接头形式坡口形式钝边量mm组对间隙mm壁板横缝对接单V型45°2〜2.5焊缝层次焊接方法填充金属焊接电流A每根焊条焊接长度mm牌号直径mm1手工焊A102①70〜80150〜1602手工焊A102①75〜80200〜2203手工焊A102①90〜95350〜3804手工焊A102①90〜95380〜4005氩弧焊H0Gr21Nil0①105〜110 实施三：解决焊接顺序选择不当问题由朱德臣带着相关人员负责试验，找出能产生最小变形的焊接顺序，具体内容见焊接工艺卡，以下为总体原那么：罐底板焊接原那么为先焊短焊缝后焊长焊缝。短焊缝无垫板焊接时先焊外侧〔焊后磨平〕，后焊与介质接触的内侧，焊接内侧前先进行清根，焊后再进行磨平处理。打底焊接时应从中心向两端延伸分段焊接，长焊缝焊接时从中间向两侧延伸，采用分段退焊，长焊缝焊接时一定要遵循正确的焊接顺序，这样才能够使得每一条焊缝焊接时均匀、自由的收缩，使焊接变形降低到最小。底板整体焊接必须严格执行工艺卡顺序，上道工序焊缝未焊接完毕之前不得进行下道焊缝的点焊固定。罐壁纵缝外侧焊接时，首先应从罐壁纵缝中心开始向焊缝的上边缘的方向焊接，然后在由焊缝的底部开始，向焊缝的中部方向焊接，根焊采用分段焊。环缝的焊接必须在上下两节罐壁完全组对好以后进行。焊接时由6名焊工沿罐壁一周均匀分布，同时同向进行分段退焊，每一层焊道焊接结束前，任何焊工不得单独开始进行上一层焊道的焊接，必须按照上一条的要求施焊。图3 1000立罐底板现场焊接顺序图

图4 1000立罐底板现场施工图实施四：解决未使用反变形和工装卡具或使用不当问题经过全体人员的共同研究和屡次试验，罐底板主要采用反变形措施，罐壁板主要采用工装卡具强制固定措施，我们针对每一台罐找出了具体的反变形量。1〕、1000立罐底板减少焊接变形措施：短焊缝采取反变形措施，长焊缝采用反变形和强制固定两种方法进行。槽初隹1.亦?A向帝垫扳焊道反肆及强帝腊施图5 1000槽初隹1.亦?A向帝垫扳焊道反肆及强帝腊施图5 1000立罐底板措施图图6 1000立罐底板措施图2〕、1000立罐壁板纵缝减少焊接变形措施：纵缝焊接时，必须先在罐内壁距纵缝上下边缘约300mm的位置和中部各焊接一块与罐壁曲率相同的不锈钢防变形弧板〔1000*400*8〕，弧板与焊缝接触处留10mm宽的窄缝便于焊内侧焊缝时焊条通过。图71000立罐纵缝措施图3〕、1000立罐壁板横缝减少焊接变形措施：环向焊缝采用加减丝进行强制固定并可对罐壁垂直度和椭圆度进行调节，加减丝一段固定在底板上，另一端用螺栓等连接件固定到涨圈上，当罐壁椭圆度、垂直度和图81000立罐横缝措施图图9 1000立罐第一圈板强制固定措施图4〕、因不锈钢储罐的特殊要求，必须尽量减少卡具的应用，以防止对母材的过多伤害，故施工前期未对纵缝可能产生的波浪变形采取固定措施，结果因母材变形量大，有2处纵缝焊接变形量超差，经过研究，我们增加了对纵缝的固定措施，有效的控制了纵缝焊接变形。七、效果检査1、 储罐施工完后，经检测各项指标均符合目标值要求，确保了优质工程的质量要求。2、 施工过程中焊接变形超差统计表〔7台罐按15点记取〕：30252015105活动前目标 活动后图30252015105活动前目标 活动后图10活动效果柱状图工程检查点数超差数频率％累计频率％底板变形超差1533030罐顶板变形超差1533060储罐纵缝变形超差1522080储罐环缝变形超差1511090工艺进出口变形超差15110100人孔及清扫口超差1500100合计9010100100超差率11.1%活动前目标口活动后3、 通过比照，可以看出本次小组活动完全到达了目标，储罐施工过程中焊接变形超差率由27.8%降到了11.1%，